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鉛炭電池是將具有雙電層電容特性的炭材料(C)與海綿鉛(Pb)
鉛炭電池是將具有雙電層電容特性的炭材料(C)與海綿鉛(Pb)負極進行合并制作成既有電容特性又有電池特性的鉛炭雙功能復合電極(簡稱鉛炭電極),鉛炭復合電極再與PbO2正極匹配組裝成鉛炭電池。鉛碳電池放電深度下的循環(huán)壽命是3200,80%放電深度下的循環(huán)壽命是2500個循環(huán),比傳統(tǒng)的鉛酸電池要高得多(80%放電深度下的周期約為1200)。這種循環(huán)壽命接近三元鋰和LFP技術。
風能和太陽能是新能源發(fā)電的主力
風能和太陽能是新能源發(fā)電的主力,但均具有波動大、難預測等特點,而電池儲能具有調(diào)度響應快、配置靈活、控制精準、環(huán)境友好等特點,成為新能源發(fā)電的搭檔,這已是行業(yè)共識并得到了國家相關部門認可。雖然燃氣發(fā)電和抽水蓄能電站也能完成一部分新能源調(diào)峰工作,但平滑輸出和調(diào)頻效果遠不及電池儲能。集中在同一個地方的風電與光伏發(fā)電雖然可自然平衡一部分輸出波動(如風光互補效應),不過既無風又無光的時刻也會時有發(fā)生,因此配套一定規(guī)模的電池儲能電站是新能源電站實現(xiàn)跟蹤計劃發(fā)電的選擇。
未來電池儲能大規(guī)模應用領域將是電網(wǎng)側輸配電等方面
未來電池儲能的主戰(zhàn)場:盡管新能源微電網(wǎng)、分布式光伏發(fā)電以及用戶側調(diào)峰(削峰填谷)都會用到儲能技術,筆者認為電池儲能大規(guī)模應用領域將是電網(wǎng)側輸配電等方面。百兆瓦以上規(guī)模的、獨立的、可被電網(wǎng)直接調(diào)度的電池儲能電站,不僅可以保證電網(wǎng)的供電安全,還可以提高局部地區(qū)電能質(zhì)量,電池儲能甚至還將顛覆傳統(tǒng)的電網(wǎng)設計理念和設計規(guī)則,提高設備利用率,減少資源浪費,延緩增容建設周期。隨著未來電力市場的逐步放開,電力現(xiàn)貨交易和電力輔助服務市場必將催生大批儲能電站的誕生。
鋰離子電池(磷酸鐵鋰和三元鋰電池)優(yōu)勢突出
在電池儲能技術特性方面,受產(chǎn)業(yè)規(guī)模、系統(tǒng)成本、能量及功率特性、可回收性等綜合影響,目前鋰離子電池(磷酸鐵鋰和三元鋰電池)優(yōu)勢突出,鉛炭電池[12]、全釩液流電池及梯次利用鋰電池特定場景下具備競爭力[13]。產(chǎn)業(yè)規(guī)模方面,從大到小依次為:鋰離子電池、鉛炭電池、全釩液流電池。消費類、交通類鋰離子電池產(chǎn)業(yè)體量能夠很好支撐鋰離子電池儲能市場的發(fā)展,近年來磷酸鐵鋰及三元鋰電池的快速進步正是得益于此;與之相比,曾經(jīng)發(fā)展勢頭良好的高溫鈉硫電池因技術門檻較高、儲能企業(yè)參與度不夠導致技術進步緩慢,已逐步淡出儲能市場。